TD-SCDMA寬頻雙極化智能天線設(shè)備規(guī)范v1.1.0

1、-發(fā)布-實施 中國移動通信有限公司 發(fā)布目 錄134 范圍 . 2 規(guī)范性引用文件. 2 術(shù)語、定義和縮略語. 3 雙極化智能天線陣列的結(jié)構(gòu)、原理 . 4567 雙極化智能天線的結(jié)構(gòu) . 4 雙極化智能天線的原理 . 4 雙極化智能天線支持的頻段 . 5 電氣性能要求 . 5 天線校準網(wǎng)絡(luò)要求 . 7 機械性能指標要求 . 87.3 雙極化智能天線端口設(shè)計要求 . 8 雙極化智能天線外部尺寸. 8 雙極化智能天線結(jié)構(gòu)要求. 88 環(huán)境指標要求及適應(yīng)性要求 . 98.2 工作環(huán)境條件 . 9 環(huán)境適用性要求. 99 可靠性要求. 9雙極化智能天線應(yīng)用場景建議. 9 雙極化智能天線各指標影響性比較

2、. 10 附錄A 附錄BB.1. 各指標分類與對網(wǎng)絡(luò)性能的影響 . 10B.2. 指標對網(wǎng)絡(luò)性能的影響 . 11附錄C 雙極化智能天線后續(xù)發(fā)展思路. 12C.1. 雙極化智能天線與MIMO技術(shù)的結(jié)合方案 . 12C.2. MIMO+雙極化智能天線在LTE中的發(fā)展 . 13附錄D 電性能和環(huán)境測試測試要求 . 17D.1. 電性能要求 . 17D.1.1. 增益測量. 17D.1.2. 方向圖圓度（全向天線）、半功率波束寬度、前后比、副瓣電平的測量. 18D.1.3. 天線電下傾角測量. 20D.1.4. 駐波比測量 . 21D.1.5. 隔離度測量 . 22D.1.6. 校準電路參數(shù)測量. 2

3、3D.1.7. 功率容限測量. 23D.2. 環(huán)境測試要求 . 24 1附錄E附錄F 各類天線安裝指導(dǎo)要求 . 26 檢測、標志、包裝、運輸、貯存 . 26 F.1. 檢驗規(guī)則 . 26 F.1.1. 型式檢驗. 26 F.1.2. 出廠檢驗. 26F.2. 標志、包裝、運輸、貯存. 27 F.2.1. 標志 . 27 F.2.2. 包裝 . 27 F.2.3. 運輸 . 27 F.2.4. 貯存 . 282前 言本規(guī)范旨在明確中國移動通信集團公司對TD-SCDMA雙極化智能天線陣列設(shè)備的技術(shù)要求，并為相關(guān)設(shè)備的集中采購和TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供技術(shù)參考。本規(guī)范主要包括天線電氣性能、校準網(wǎng)

4、絡(luò)、機械性能、環(huán)境指標、可靠性要求等方面的內(nèi)容。本標準的附錄D、E、F為規(guī)范性附錄，附錄A、B、C為資料性附錄。 本標準由中移動 號文件印發(fā)。本規(guī)范由中國移動通信有限公司技術(shù)部提出并歸口。本規(guī)范由規(guī)范歸口部門負責(zé)解釋。本規(guī)范起草單位：中國移動通信研究院。本規(guī)范主要起草人：馬欣、丁海煜。1QB-1 范圍本規(guī)范規(guī)定了移動通信基站天線的常用術(shù)語、定義、分類、電氣性能、機械性能、環(huán)境條件、試驗方法、檢驗規(guī)則以及標志、包裝、運輸和貯存要求。本規(guī)范適用于工作頻段為20102025MHz 和23002400MHz的TD-SCDMA移動通信系統(tǒng)基站天線。本規(guī)范是中國移動通信有限公司及其子公司制定移動通信天線產(chǎn)

5、品標準，在選型及工程驗收所必須遵循的基本原則和最低要求。2 規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本規(guī)范的引用而成為本規(guī)范的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本規(guī)范，然而，鼓勵根據(jù)本規(guī)范達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本規(guī)范。GB/T 2423.1 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 試驗A：低溫試驗方法GB/T 2423.2 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 試驗B：高溫試驗方法GB/T 2423.3 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程中試驗Ca：恒定濕熱試驗方法GB/T 2423.4 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程中試驗D

6、b：交變濕熱試驗方法GB/T 2423.5 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第2部分：試驗方法 試驗Ea和導(dǎo)則：沖擊 GB/T 2423.6 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第2部分：試驗方法 試驗Eb和導(dǎo)則：碰撞 GB/T 2423.8 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗規(guī)程 試驗Ed：自由跌落GB/T 2423.10 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第2部分：試驗方法 試驗Fc和導(dǎo)則：振動（正弦）GB/T 2423.17 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗規(guī)程 試驗Ka：鹽霧試驗方法GB/T 2423.22 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗規(guī)程 試驗N：溫度變化GB/T 2423.24 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗規(guī)程 試驗Sa：模擬地面上的太陽輻射GB/T 242

7、3.38 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程 試驗R：水試驗方法GB 4943-2001 信息技術(shù)設(shè)備的安全2QB-GB 15842-1995 移動通信設(shè)備安全要求和試驗方法Q/ZX 23.011.1-2004 通訊設(shè)備電磁兼容性試驗要求總則Q/ZX 23.011.5-2004 通訊設(shè)備電磁兼容試驗要求Q/ZX 23.018.1-2001 可靠性試驗要求總則IEC 68-2-18 (and QP310-1)ETSI 300 019 Environmental Engineering (EE)；Environmental conditions and environmental tests for t

8、elecommunications equipmentETSI EN 301 489-1 Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Matters (ERM); Electromagnetic Compatibility (EMC) standard for radio equipment and services; Part 1: Common technical requirementsETSI EN 301 489-8 Electromagnetic Compatibility and Radio spectrum Matters

9、(ERM); Electromagnetic Compatibility (EMC) Standard for Radio Equipment and servicesETSI ETS 300 019-1-2 設(shè)備工程； 對于通信設(shè)備的環(huán)境條件和環(huán)境測試； 第 1-2 部分：環(huán)境條件的分類； 運送BS EN 55022 信息技術(shù)設(shè)備-無線干擾特性-限制和測量方法YD/T 828.22-1996 數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)中所用設(shè)備的測量方法 第2部分：地面無線接入系統(tǒng)的測量 第2節(jié)：天線YD/T 1059-2004 移動通信系統(tǒng)基站天線技術(shù)條件YD/T 1701.1-2007 TD-SCDMA數(shù)字蜂窩移

10、動通信網(wǎng)智能天線 第一部分 天線3 術(shù)語、定義和縮略語下列術(shù)語、定義和縮略語適用于本規(guī)范：GB/T 9410 確立的以及下列定義適用于本規(guī)范。3.1 全向智能天線陣（Omni-directional smart antenna array）在360°任意方位上均可進行波束掃描的天線陣列。3.2 定向智能天線陣 (Directional smart antenna array)在特定方向內(nèi)的方位上可進行波束掃描的天線陣列。3.3單元波束 (Element beam)天線陣列中任意輻射單元在其它所有端口都接匹配負載時所形成的方向圖。3QB-3.4廣播波束 (Broadcast beam)

11、天線陣列施加特定的幅度和相位激勵所形成的扇區(qū)覆蓋方向圖。3.5業(yè)務(wù)波束 (Service beam)天線陣列施加特定的幅度和相位激勵所形成的，在工作角域內(nèi)具有任意波束指向掃描，并且具有高增益窄波束的方向圖。3.6 隔離度 (Isolation)多端口天線一個輻射端口上的入射功率與該入射功率在其它輻射端口上得到的功率之比。本規(guī)范中增加以下定義。3.7 雙極化智能天線 (Dual polarization smart antenna)特指采用雙極化輻射單元，組成定向或全向陣列，可以在360度（全向雙極化智能天線）或特定方向內(nèi)（定向雙極化智能天線）進行波束掃描的天線陣列。4 雙極化智能天線陣列的結(jié)構(gòu)

12、、原理4.1 雙極化智能天線的結(jié)構(gòu)雙極化智能天線是在常規(guī)單極化直線智能天線的基礎(chǔ)上，用一組雙極化輻射單元代替原有單極化輻射單元，并且陣列數(shù)量減少為原來的一半，以達到在保持端口總數(shù)不變的前提下，減小天線寬度的目的。雙極化智能天線在工程上通常采用±45度輻射單元的排列方式，如圖1所示。通過這種方式組成的雙極化N´2天線線陣，其中N為同極化輻射單元數(shù)目，根據(jù)目前理論研究、仿真和測試表明，優(yōu)先選擇N=4。圖1 4列±45度雙極化直線陣排列示意圖4.2 雙極化智能天線的原理雙極化智能天線由兩組具有相互正交極化方向的的輻射單元組成，每組輻射單元應(yīng)滿足 4QB-相同的陣列特征。

13、在理想環(huán)境中（例如微波暗室、室外極空曠場地、衛(wèi)星傳輸無線環(huán)境等），對于接收和發(fā)送天線都是單極化的情況，只有當(dāng)來波極化方向與接收天線極化方向一致時，接收的能量才能達到最大；當(dāng)來波極化方向與接收天線極化方向不一致時，在接受過程中會產(chǎn)生極化損失；當(dāng)來波極化方向與接收天線極化方向正交時，接收天線就完全接收不到來波的能量或接收到的能量極低（取決于天線的極化鑒別率）。然而，電磁波在無線信道傳播過程中，由于受到地表及障礙物的反射、折射、損耗，會產(chǎn)生極化的偏轉(zhuǎn)。在無線環(huán)境比較復(fù)雜的情況下，發(fā)射天線發(fā)射的垂直極化波，在接收端有可能偏轉(zhuǎn)為水平極化波，如果接收天線仍為單一的垂直極化方式，就有可能接收不到發(fā)射天線的信

14、號或接收信號微弱。由于雙極化智能天線采取±45度兩種極化方式，因此能夠更有效地應(yīng)對因環(huán)境復(fù)雜引起的極化偏轉(zhuǎn)等不利因素。同時，由于不同極化方向信道之間的相關(guān)性較弱，雙極化智能天線能夠產(chǎn)生極化分集的效果。對于雙極化智能天線而言，采用特定的智能天線賦形算法（例如EBB算法），完全可以同時利用N´2個通道，進行聯(lián)合賦形，實現(xiàn)與常規(guī)單極化智能天線相同的波束形成和跟蹤功能。4.3 寬頻雙極化智能天線支持的頻段TD-SCDMA寬頻雙極化智能天線可支持2010MHz2025MHz和2300MHz2400MHz雙頻段。在此頻段下，雙極化智能天線的陣列間距為d=65mm。5 電氣性能要求以定向

15、4列±45°寬頻雙極化智能天線為例，電氣指標要求如表1所示：表1 定向4列±45°寬頻雙極化智能天線電氣指標要求5QB-6QB-6 天線校準網(wǎng)絡(luò)要求雙極化智能天線的校準網(wǎng)絡(luò)和指標，完全等價于常規(guī)單極化智能天線。其結(jié)構(gòu)如圖2所示，校準網(wǎng)絡(luò)的電氣指標見表1相關(guān)部分。圖2 雙極化智能天線校準網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖7QB-7 機械性能指標要求7.1 雙極化智能天線端口設(shè)計要求8單元雙極化智能天線的端口標識如圖3所示，其中端口1/2/3/4是一組極化陣列，端口5/6/7/8是另外一組極化陣列。端口1/5、2/6、3/7、4/8分別對應(yīng)天線內(nèi)部相同位置，不同極化方向的2組輻

16、射單元。端口采用2層排列；所有端口（含校正口）之間的最小間距（端口中心之間的距離）必須大于42mm。對于具有其它單元數(shù)目的雙極化智能天線的端口設(shè)計方法，可以以此類推。 L>42mmL>42mmL>42mmL>42mm圖3 雙極化8天線智能天線外部接口定義示意圖7.2 雙極化智能天線外部尺寸ØØ 天線長度不大于1400mm，寬度介于280mm320mm之間； 天線迎風(fēng)面積小于0.45m*m；7.3 雙極化智能天線結(jié)構(gòu)要求ØØ 天線結(jié)構(gòu)要牢固可靠，便于安裝、使用和運輸。 天線前后面板的組合安裝必須保證優(yōu)良的密封、防水、防冰性能。選擇天

17、線材料時，應(yīng)考慮防電化學(xué)腐蝕，具體要求由產(chǎn)品標準規(guī)定。Ø 天線的支架和調(diào)節(jié)臂等安裝組件必須保證優(yōu)良的防銹、防腐蝕性。設(shè)計應(yīng)便于接口防水。ØØ 抱桿直徑：50mm114mm 定向天線機械夾具調(diào)整范圍：水平360°、俯仰-5°+10°（也就是能上仰5度，下仰10度）；機械調(diào)整角度指示精度±0.5；Ø端口接頭形式：7/16”DIN Female，N型Female。 8QB-8 環(huán)境指標要求及適應(yīng)性要求8.1 工作環(huán)境條件工作環(huán)境條件為：ØØØØØØØ&

18、#216;Ø 環(huán)境溫度：-40+60，極限溫度：-55+75； 相對濕度：898； 大氣壓：70 kPa106 kPa； 工作風(fēng)速：110km/h； 極限風(fēng)速：200km/h； 防護等級：防水、防塵等級滿足IP55/IP68（或根據(jù)使用地區(qū)具體情況改進）； 攝冰厚度：10mm不被破壞； 其他環(huán)境要求：防鹽霧、潮濕能力；防護大氣中二氧化硫腐蝕能力；防紫外線能力； 接地方式：直流接地。8.2 環(huán)境適用性要求天線經(jīng)環(huán)境適應(yīng)性試驗后，不應(yīng)有形變、松動和損壞，焊接和緊固處不應(yīng)有脫落，電壓駐波比不應(yīng)超過常規(guī)條件下的性能規(guī)定。9 可靠性要求MTBF100,000小時。安裝后，其固定能力可保證方向角

19、和下傾角隨環(huán)境影響累積誤差不大于0.1度/年。 附錄A 雙極化智能天線應(yīng)用場景建議對于密集城區(qū)、普通城區(qū)以及郊區(qū)環(huán)境，從實測結(jié)果來看，8單元雙極化智能天線的容量與常規(guī)8單元單極化智能天線的容量相當(dāng)，均能達到滿容量；覆蓋方面在正常小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)，未見明顯覆蓋損失。雙極化智能天線的橫向尺寸相對于常規(guī)單極化智能天線減少了50%以上，在減小迎風(fēng)面積、降低工程安裝難度和減小普通用戶對電磁輻射恐慌方面則具有 9QB-明顯的優(yōu)勢。因此，在實際應(yīng)用中，綜合考慮覆蓋與天線尺寸、重量以及安裝等諸多因素，優(yōu)先選取8單元雙極化智能天線類型。對于農(nóng)村、海面等空曠地區(qū)，無線傳播環(huán)境較為簡單，雙極化智能天線分集增益不明顯，

20、覆蓋能力可能弱于常規(guī)單極化智能天線，可根據(jù)工程安裝要求靈活選取常規(guī)單極化智能天線或雙極化智能天線。附錄B 雙極化智能天線各指標影響性比較表格 B.1 各指標分類與對網(wǎng)絡(luò)性能的影響1110 注：每個類別內(nèi)，排序不分先后。QB-（1）a1,a2：水平面波束寬度：主要影響覆蓋范圍，不同頻點應(yīng)保持一致的波束寬度；垂直面波束寬度：主要影響縱向覆蓋的穩(wěn)定性；（2）b:對于廣播波束增益，直接決定小區(qū)覆蓋能力；（3）c：廣播波束的前后比指標用來衡量天線對后向干擾的控制能力，該指標對于控制鄰小區(qū)干擾具有重要意義；（4）d: 半功率波束寬度內(nèi)的電平波動可以影響小區(qū)內(nèi)的覆蓋一致性和小區(qū)邊緣覆蓋率，目前要求在波瓣寬度

21、內(nèi)最大最小值的誤差不超過2dB；另外，半功率波束寬度較高的頻率穩(wěn)定度有利于保證工作在不同頻點下網(wǎng)絡(luò)性能的一致性；（5）e1,e2：上部第一旁瓣抑制和下部第一零點填充可以有效提高天線的輻射效率，下部第一零點填充可以改善農(nóng)村、郊區(qū)的覆蓋，防止出現(xiàn)覆蓋空洞問題；（6）f：軸向交叉極化比會對下行賦形和上行干擾產(chǎn)生一定影響，當(dāng)前要求此指標不低于20dB；考慮到后續(xù)MIMO系統(tǒng)的應(yīng)用，交叉極化比等性能應(yīng)嚴格達到指標要求；（7）g1,g2：當(dāng)前要求單元及校正端口駐波比值不低于1.5；較低的單元波束寬度在不影響覆蓋的前提下，有利于降低上行接收到的鄰小區(qū)干擾；（8）h：輻射端口隔離度，對天線賦形有一定影響，在隔

22、離度為18dB以上時影響較小?？紤]到后續(xù)MIMO系統(tǒng)的應(yīng)用，異極化之間的隔離度應(yīng)嚴格達到指標要求；（9）i：電下傾精度會對覆蓋產(chǎn)生一定影響，預(yù)置下傾精度不準確影響網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)整工作。（10）j：業(yè)務(wù)波束水平面±60°副瓣電平會對干擾產(chǎn)生較大影響；(11) k：天線重量、天線迎風(fēng)面積、天線材質(zhì)等因素會影響架設(shè)效果，間接的對網(wǎng)絡(luò)性能產(chǎn)生影響。其中，射頻接口的易安裝性可直接影響網(wǎng)絡(luò)性能，統(tǒng)一標識可降低工程安裝的接口錯誤概率；(12) 校準網(wǎng)絡(luò)精度會影響天線賦形的效果。11QB-附錄C 雙極化智能天線后續(xù)發(fā)展思路如果將智能天線與MIMO技術(shù)相結(jié)合，系統(tǒng)能同時獲得空間分集和空間復(fù)用增益

23、。這種新的天饋系統(tǒng)不但能提供智能天線所帶來覆蓋增益還能通過MIMO技術(shù)獲得M（M為發(fā)端或收端的最小天線數(shù)）倍的容量增益。在現(xiàn)有智能天線技術(shù)基礎(chǔ)上，陣元間距（波長）2，彼此之間存在很強的相關(guān)性。如果要弱化天線間的相關(guān)性，可以從以下兩個方向著手：空間，極化?？臻g復(fù)用，需將天線盡量拉開距離，以滿足較低的衰落相關(guān)性。衰落相關(guān)性依賴于天線間距和角度擴展（角度擴展即角度分布的標準差）。對于宏基站來說，基站端的角度擴展可能僅僅為幾度，所以天線的水平間距拉遠至10以上是才能基本滿足信道相關(guān)性的要求。極化復(fù)用，可以采用兩個相互垂直的極化方向來滿足較低的衰落相關(guān)性，例如水平極化和垂直極化。這些正交極化后的天線陣元

24、彼此間的相關(guān)性很小，而且組合成的天線體積會相應(yīng)縮小。按照復(fù)用方法的不同，現(xiàn)有智能天線系統(tǒng)可以采用以下三種MIMO演進方案。天線拉遠智能天線分組拉遠雙極化智能天線分組復(fù)用圖C.1 智能天線+空間復(fù)用的MIMO演進方案方案1 天線拉遠天線拉遠方案使用陣列中相距最遠的兩個陣元進行信號的發(fā)送。對線性陣列而言，就是陣元兩端陣元間的距離，它決定了陣列所能取得的最大增益。此處在BS端，將智能天線的幾個陣元中相差最遠的兩個陣元做為MIMO的2根天線；在MS端，采用2根天線構(gòu) 12QB-成廣義的MIMO系統(tǒng)。這種方案其實是可以理解為純粹的MIMO空間復(fù)用方案，只不過BS端的兩根天線距離較遠，實際發(fā)送信號的兩天線

25、之間的空間相關(guān)性較弱，從而會達到更好的空間復(fù)用效果。在這種方案中，智能天線陣列中除位于兩端的兩個陣元是被采用的之外，其余幾個陣元是被虛置的。方案2 智能天線空間分組拉遠智能天線空間分組復(fù)用，就是在基站端采用智能天線，并將基站端智能天線的M個陣元分成n組，每組內(nèi)陣元間保持2的間距，同時分組之間可以拉開一定的距離，通常是幾個波長，以弱化相關(guān)性，此時把每個分組可以近似看成MIMO系統(tǒng)的一根天線，與MS端的天線構(gòu)成MIMO系統(tǒng)。從而保持了部分智能天線的天線增益，又帶來MIMO系統(tǒng)的復(fù)用增益。這種方案中，分組間距是影響系統(tǒng)性能的一個關(guān)鍵因素，因為分組之間的距離關(guān)系到兩個分組之間的相關(guān)性。另外，由于將智能

26、天線的M個陣元分成了每組Mn個陣元的n個分組，相應(yīng)的，天線增益會較未分組前有n倍的減少，這是獲得復(fù)用增益所帶來的開銷。方案3 雙極化智能天線分組復(fù)用雙極化智能極化分組復(fù)用，就是在基站端采用智能天線，天線陣元按照不同的極化方式分成兩組，比如水平和垂直極化，正負45度極化等等，需要滿足的條件就是極化方式是彼此正交的，這樣每組陣元可看作MIMO系統(tǒng)的一根天線；由于在基站端采用了正交極化天線，在MS端，為了保證接收的可靠性，同樣需要采用正交極化的兩根天線，從而形成廣義的2*2 MIMO系統(tǒng)。采用極化分組復(fù)用這種方案，天線整體的體積會較空間分組復(fù)用時有所減小。仿真表明，雙極化分組智能天線的性能優(yōu)于空間分

27、組智能天線。同時采用極化天線又兼有天線體積小等好處。因此對于智能天線+空間復(fù)用的MIMO方案，采用極化方向比采用空間距離更為適合。C.2.MIMO+雙極化智能天線在LTE中的發(fā)展LTE已確定MIMO方式天線個數(shù)的基本配置是下行2×2、上行1×2，并支持4×2，4×4的高階天線配置。LTE MIMO下行方案可分為兩大類：發(fā)射分集和空間復(fù)用兩大類。 13QB-發(fā)射分集包括開環(huán)和閉環(huán)發(fā)射分集。開環(huán)發(fā)射分集指基站不需要了解移動傳播信道的信息，而將信號從各個發(fā)射天線上均勻地發(fā)射出去，各天線的發(fā)射權(quán)值是相同的，這時系統(tǒng)實現(xiàn)比較簡單而且分集效果不受信道變化的影響。閉環(huán)

28、發(fā)射分集本質(zhì)上是自適應(yīng)的，基站通過上行信道（TDD系統(tǒng)）或者通過UE反饋的下行信道的信息（FDD系統(tǒng)）獲得下行信道的狀況來調(diào)整對UE的最佳的發(fā)射權(quán)值，以增大UE接收到的信號的信躁比。開環(huán)發(fā)射分集主要考慮采用的方案為零循環(huán)延遲分集（zero-delay CDD）和長循環(huán)延遲分集（large-delay CDD）等。閉環(huán)的發(fā)射分集包括Beamforming技術(shù)和基于預(yù)編碼向量選擇的預(yù)編碼技術(shù)（碼書的方式）?？臻g復(fù)用主要是依賴空間信道的獨立性，在相同的頻率和相同的時隙上發(fā)送并行的數(shù)據(jù)流，以提高系統(tǒng)容量。 LTE下行主要是采用碼書的預(yù)編碼技術(shù)和無預(yù)編碼的空間多路復(fù)用傳輸方式。LTE上行的多天線技術(shù)主要

29、是考慮一發(fā)多收情況下UE端的天線選擇和基站接收分集。在LTE標準的制定過程中，智能天線和MIMO的結(jié)合的方式也進行了討論，在后續(xù)發(fā)展中支持雙流的智能天線的方式。LTE中，智能天線和MIMO的結(jié)合的方式主要討論了天線拉遠的的方式。LTE智能天線討論采用如下的兩種方式。Antenna group 1Antenna group 2圖C.2 LTE中的智能天線傳輸方式左圖即當(dāng)前的智能天線的，右圖是天線組拉遠的方式，可以看作2×2的MIMO與波束成型的結(jié)合。這樣UE使用兩個天線組的相互正交的參考信號進行相干檢測。由于天線組的方式可看作2×2 MIMO方式，所以現(xiàn)有LTE標準中2

30、15;2MIMO預(yù)編碼的碼書在這種結(jié)合方案中仍然適用。當(dāng)前的TD-SCDMA測試表明雙極化和單極化的性能相當(dāng)，在TD-SCDMA升級到LTE 14QB-系統(tǒng)時，在LTE中單極化和雙極化帶來的性能變化也應(yīng)該相差不大。綜合考慮上述LTE所采用的MIMO和智能天線結(jié)合的方案，雙極化智能天線和單極化的拉遠應(yīng)具有相似的性能，具體的雙極化智能天線的在LTE的實現(xiàn)可主要考慮以下方式。1. 廣播波束的方式：l 作為廣播信道的基本方案，主要是考慮兩組不同極化方向的天線組根據(jù)天線廠家提供的天線參數(shù)，形成兩個廣播波束覆蓋整個小區(qū)以獲得發(fā)射分集。廣播波束用于廣播小區(qū)的公共信息。由于相同極化方向的多個天線的導(dǎo)頻經(jīng)廣播波

31、束加權(quán)后，UE只能檢測到是=一個合成道頻符號，所以在UE看來eNodeB端只是等效地配置了兩根天線。在廣播波束的情況下，加權(quán)后的導(dǎo)頻可插在天線端口1和2對應(yīng)的相同的導(dǎo)頻位置。2. 專用數(shù)據(jù)傳輸l 雙極化智能天線與MIMO結(jié)合方式1：假設(shè)UE端有兩根天線，eNodeB端的每個極化天線組可分別對準UE的兩根天線，每個天線組可根據(jù)UE單根天線的上行信道，形成單個的對準波束。整個系統(tǒng)就像工作在2×2的LTE的基準配置下。由于雙極化MIMO的兩組天線組波束獨立形成，所以MIMO預(yù)編碼書方式可用來進一步提高系統(tǒng)的性能。對TDD系統(tǒng)，eNodeB根據(jù)上下行信道互易性選擇確定預(yù)編碼矩陣，可直接計算或

32、從碼書中選擇。如果為FDD系統(tǒng)，則需要根據(jù)公共導(dǎo)頻，由UE來確定要選擇的碼書索引。由于雙極化結(jié)合智能天線的公共導(dǎo)頻是加權(quán)后的導(dǎo)頻，UE是否能夠利用此公共導(dǎo)頻作為碼書的選擇需要進一步研究。圖C.3 雙極化智能天線與MIMO結(jié)合方式1l 雙極化智能天線與MIMO結(jié)合方式2：雙極化智能天線與MIMO結(jié)合方式1理論上沒有把8天線看作一個整體的方式形成波束的方式優(yōu)，對于LTE TDD 模式，eNodeB根據(jù)上行完整的8×2的信道矩陣，應(yīng)用本征值分解或SVD分解方法得到15QB-兩個最大本征值對應(yīng)的本征向量，作為下行雙數(shù)據(jù)流的加權(quán)因子。對于LTE FDD 模式，eNode B可根據(jù)上行測量如DO

33、A信息，計算形成兩個權(quán)重波束。圖C.4 雙極化智能天線與MIMO結(jié)合方式2l 極化智能天線的閉環(huán)分集單流方式：單根天線或兩根天線的情況下，根據(jù)8×1或8×2的信道矩陣，同樣根據(jù)本征值分解取最大的本征值對應(yīng)的向量，對數(shù)據(jù)加權(quán)形成單個波束。由LTE中當(dāng)前已有專用導(dǎo)頻（DRS）設(shè)計方案，對單個波束的情況，可把導(dǎo)頻插在DRS。單波束的智能天線，主要應(yīng)用于提高小區(qū)覆蓋、降低邊緣用戶誤幀率BLER及郊區(qū)有直射徑的宏基站覆蓋等場景。圖C.5 雙極化智能天線的閉環(huán)分集單流方式極化智能天線的單雙流切換：在某些情況下，需要考慮單雙流的自適應(yīng)切換。在反射物較少的環(huán)境中，即使天線的極化方向不同，但

34、是信道仍然比較相關(guān)，用戶從雙流復(fù)用變?yōu)閱瘟鞣旨商岣邆鬏斂煽啃?；?dāng)用戶從陰影區(qū)走出從單流狀態(tài)切換到雙流可提高用戶吞吐量. 16QB-附錄D 電性能和環(huán)境測試測試要求天線增益、半功率波束寬度、前后比及副瓣電平的測量可以采用遠場、緊縮場和近場的測試方法，近場測試可以采用柱面型或球面型。無論是遠場、緊縮場和近場，都鼓勵采用具有低反射電平的無回波暗室環(huán)境，以盡量消除環(huán)境和干擾的影響。本標準的敘述以常用的遠場測試方法為準。D.1.1. 增益測量D.1.1.1. 測量框圖源天線 被測天線D.1.1.2. 測量條件(a)被測天線與源天線具有相同的極化方式。(b)被測天線和源天線之間測量距離應(yīng)滿足：2 (D+

35、d)L （1） 22式中： L 源天線與被測天線距離（m）；D 被測天線最大尺寸（m）；d 源天線最大輻射尺寸（m）；17QB- 測試頻率波長（m）。(c) 被測天線應(yīng)安裝于場強基本均勻的區(qū)域內(nèi)，場強應(yīng)預(yù)先用一個半波偶極天線在被測天線的有效天線體積內(nèi)進行檢測，如果電場變化超過1.5dB，則認為試驗場是不可用的。此外，增益基準天線在兩個正交極化面上測得的場強差值應(yīng)小于1dB。(d) 測量用信號發(fā)生器、接收機等測量設(shè)備和儀表應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性、可靠性、動態(tài)范圍和測量精度，以保證測量數(shù)據(jù)的正確性。測量用儀表應(yīng)有計量合格證，并在校驗周期內(nèi)。D.1.1.3. 測量步驟開始測量時，必須將被測天線和增益基準

36、天線交替做水平和俯仰調(diào)整，以確保每一天線在水平和俯仰上的最佳指向，使其接收的功率電平為最大。測量步驟如下：a）增益基準天線與源天線對準，通過轉(zhuǎn)接，使增益基準天線與接收機相連接，此時接收機接收功率電平為P1（dBm）；b）被測天線與源天線對準，通過轉(zhuǎn)接，使被測天線與接收機相連，此時，接收機接收功率電平為P2（dBm）；c）重復(fù)步驟 a）和b），直至P1 和P2 測量的重復(fù)性達到可以接受的程度；d）被測天線某頻率點的增益G按式（2）計算：G G0 （P2P1）N （2）式中：G0基準天線的增益（dBi）；N接收機輸入端分別到被測天線和增益基準天線輸出端通路衰耗的修正值（dB）；e）在同一個工作頻帶

37、內(nèi)，測量高、中、低3個頻率點，取分貝最小值。f) 根據(jù)電性能要求中的不同增益定義分別進行增益測試。D.1.2. 方向圖圓度（全向天線）、半功率波束寬度、前后比、副瓣電平的測量D.1.2.1. 測量示意圖。D.1.2.2. 測量條件滿足D.1.1.2。18QB-圖 D.2天線方向圖圓度、半功率波束寬度、前后比、副瓣電平測量示意圖D.1.2.3. 測量步驟a）被測天線垂直安裝，并與源天線同極化對準；b）被測天線在測試轉(zhuǎn)臺上作方位旋轉(zhuǎn)，并把接收到的電平作為角度的函數(shù)記錄下來，得天線水平面同極化方向圖F（），記錄天線水平面半功率波束寬度1，軸向最大接收電平P3 ,背向180º±30

38、º范圍內(nèi)最大接收電平P4，全向最小接收電平P5；主波束范圍以外的最大接收電平P6；c）測量結(jié)果：全向天線：方向圖圓度=±（P3P5）/2 （3）定向天線：水平面半功率波束寬度為1前后比 = P3 P4 （4）副瓣電平 = P6 P3 （5）d）被測天線水平安裝，并與源天線同極化對準，重復(fù)b)測試過程，可以得天線垂直面半功率波束寬度2。e) 根據(jù)電性能要求中不同的波束定義分別進行水平面或垂直面方向圖的測試。19QB-D.1.3. 天線電下傾角測量D.1.3.1. 測量條件滿足D.1.1.2。(a)測量系統(tǒng)能保證收發(fā)天線等高，天線垂直安裝誤差小于0.2º時，天線可垂直架設(shè)，此時轉(zhuǎn)臺俯仰角為0º。反復(fù)調(diào)整轉(zhuǎn)臺俯仰使